矿物纤维对SMA混合料性能影响的试验研究

通过在SMA-13混合料中加入掺量分别为0.35%、0.40%、0.45%、0.50%、0.55%的矿物纤维,研究矿物纤维对SMA-13混合料路用性能的影响,并寻求最佳纤维掺量.试验结果表明,矿物纤维对SMA-13混合料的马歇尔稳定性、水稳定性和高温稳定性均有明显的改善作用;随着矿物纤维掺量的增加,SMA-13混合料的最佳油石比、马歇尔稳定度、浸水残留稳定度、冻融劈裂抗拉强度比和动稳定度均呈先增大后减小的趋势.综合考虑矿物纤维掺量对SMA-13混合料各项路用性能的影响,建议最佳掺量取0.45%.     

钢桥面沥青铺装层SMA-5配合比设计试验研究

为适应钢桥面沥青铺装保护层的性能要求,开展SMA-5沥青混合料配合比设计试验研究。桥面铺装保护层重点考虑其高温性能及密水性能。初步设计3组矿料级配,通过孔隙率指标和单轴贯入,优选得出孔隙率小且贯入强度高的矿料级配S₂。通过飞散试验、析漏实验结合马歇尔试验体积指标,确定SMA-5最佳油石比为7.1%。     

废旧LDPE改性沥青SMA-13路用性能研究

采用颗粒状回收LDPE材料制备改性沥青,进行结合料性能检测后用于拌制SMA-13混合料;对SMA-13的级配进行优化并确定最佳油石比,并按最佳油石比成型混合料试件研究高、低温性能、水稳定性能;研究表明:与70#基质沥青相比,6%的LDPE改性沥青使SMA-13的DS提高4倍;LDPE改性沥青-10℃低温极限弯曲应变3 900με,冻融劈裂强度比、残留稳定度满足现行规范要求。     

垂直振动压实法成型SMA-13混合料体积参数设计标准研究

为研究体积参数对SMA-13混合料性能的影响,采用垂直振动压实法(vertical vibration compaction method,VVCM)成型SMA-13混合料试件,评价了VVCM的可靠性,并以力学性能最佳为原则,提出了SMA-13混合料体积参数标准.结果表明:SMA-13混合料各力学性能均随空隙率的增大呈...     

生活垃圾焚烧炉渣沥青混合料的耐久性能

采用马歇尔试验方法设计掺加不同质量、不同粒径范围生活垃圾焚烧炉渣集料(BAA)的炉渣沥青混合料,分析BAA对马歇尔试验参数及路用性能的影响,并采用冻融循环劈裂试验、老化试验和疲劳试验研究混合料的耐久性能.研究表明:随着BAA质量分数增加,AC-20、SMA-13的设计沥青掺量、稳定度及流值提高,高温稳定性降低,但水稳定性能与低温抗裂性能的变化规律则不同;BAA替代天然集料的质量分数分别为10%的AC-20和10%~15%的SMA-13经3次冻融循环后,其劈裂强度、冻融劈裂强度比均提高,但老化后冻融劈裂强度比降低幅度较高;AC-20中BAA替代天然集料的质量分数为20%、SMA-13中为5%~10%时可降低老化对低温抗裂性能的不利影响,混合料疲劳寿命较高.综合试验结果,AC-20、SMA-13中BAA替代天然集料的质量分数均宜在10%左右.     

超薄罩面层SMA-5沥青混合料的设计

介绍了采用体积填充法进行碎石混合料SMA-5的配合比设计的全过程。提出了主骨料空隙体积填充法设计SMA沥青混合料的修正公式，并对SMA-5沥青混合料的各项性能进行了试验研究．结果表明，SMA-5沥青混合料具有良好的路用性能和表面功能，可作为沥青路面预防性养护的超薄罩面层．SMA-5沥青混合料层较薄，可以加快施工进度，节省工程造价．     

考虑均匀性的SMA混合料最佳沥青用量确定方法

为更为准确地确定SMA混合料最佳沥青用量,利用CT技术识别SMA混合料各组分内部结构特征,分析SMA混合料的马歇尔设计方法中主要体积参数与其内部结构各组分特征的关系,考虑混合料内部结构均匀性,建立SMA混合料最佳沥青用量确定方法,并选用3种混合料类型(SMA-13、SMA-16和SMA-20)对该方法的有效性进行验证.结果表明,基于CT技术获取不同沥青用量条件下的SMA混合料空隙率可以较好地表征通过密度试验所得SMA混合料空隙率,并以此分析计算得到的间隙率和饱和度与马歇尔体积设计方法中的差值平均值分别为0.35%和1.45%;采用建立的最佳沥青用量确定方法与根据现行马歇尔设计方法分析得到的SMA-13、SMA-16和SMA-20三种混合料最佳沥青用量差值分别为0.08%、0.18%和0.15%,表明了该方法的有效性.     

正交试验法在SMA-16配合比设计中的应用

为了优化SMA-16沥青混合料目标配合比,通过正交试验法对SMA-16目标配合比进行了优化设计,提出了SMA-16的配合比设计思路,得出了SMA-16的最佳配合比,并得到了一些影响SMA-16路用性能的关键指标;应用该方法对试验结果进行了分析,指出为了避免出现泛油现象,应提高试验的击实功来降低油石比.     

废胶粉/SBS复合改性沥青混合料CR/SHMA-13的级配研究

为了获得适用于废胶粉/SBS复合改性沥青混合料CR/SHMA-13的级配范围,以粗集料骨架间隙率及骨架强度为评价指标,通过粗集料逐级填充试验,确定了主骨架间粗集料各级粒径的最佳比例.采用体积设计法确定粗细集料占比,然后采用正交试验对CR/SHMA-13混合料的级配进行优化,根据极差分析结果推荐出适用于CR/SHMA-13混合料的级配范围.结果 表明:与AC-13,SMA-13混合料相比,CR/SHMA-13混合料的路用性能与SMA-13混合料的相当,但比传统AC-13混合料的要好.     

橡塑合金改性沥青混合料路用性能研究

为了研究橡塑合金改性沥青混合料的路用性能,采用精密开炼机将废轮胎胶粉和废塑料制备成橡塑合金,对基质沥青及混合料进行改性,采用正交试验确定AC-13型、SMA-13型橡塑合金改性沥青混合料的成型参数,通过车辙试验、浸水马歇尔试验、冻融劈裂试验和小梁弯曲试验,对橡塑合金改性沥青混合料和废轮胎胶粉改性沥青混合料的路用性能进行对比研究。结果表明,AC-13型橡塑合金改性沥青混合料的成型参数分别为油石比4.8%、拌和温度180℃、击实温度165℃;SMA-13型橡塑合金改性沥青混合料的成型参数分别为油石比6.1%、拌和温度185℃、击实温度170℃,与废轮胎胶粉改性沥青混合料相比,橡塑合金改性沥青混合料的高温稳定性和水稳定性更好,但低温抗裂性较差。     

延庆崇礼高速公路沥青混合料低温性能研究

为了合理推荐延庆崇礼高速公路路面面层低温性能优越的沥青混合料,首先选取三种沥青混合料（SMA-13、SUP-13、AC-13）,在同一SBS改性沥青条件下,通过室内试验方法研究了三种沥青混合料的低温开裂性能,然后基于以上所得低温性能优越沥青混合料,替换SBS改性沥青为环氧沥青,研究其低温性能变化。结果表明：延庆崇礼高速公路沥青路面面层在抵抗低温影响方面宜采用SMA-13沥青混合料,如果经济允许最好采用SMA-13环氧沥青混合料;且对于常年冬季平均最低温度低于-5℃的地区,都宜选用SMA-13沥青混合料作为沥青路面面层;而对于常年冬季平均温度高于15℃的地区,宜选用AC-13沥青混合料作为沥青路面面层。     

沥青混合料半圆弯拉疲劳试验

基于半圆弯拉的试验方法,在多因素条件下比较了沥青混合料的疲劳性能。沥青混合料类型采用SMA-13,SMA-20,ATB-25三种,分别在-5,25,60℃三种温度,5,10,15 Hz三种频率,0.3,0.5,0.7三种应力比以及0%~3%,3%~6%,6%~9%三种空隙率的多因素条件下进行正交方案设计,在正交试验下进行半圆试件弯拉疲劳试验。并对三种级配的试验数据进行直观分析和方差分析,比较不同因素对混合料疲劳寿命的影响,然后采用多元线性回归方法回归50%,90%,95%三种保证率的疲劳方程。研究结果表明,不同试验因素对沥青混合料的疲劳寿命有不同的影响;不同的混合料类型,受因素影响大小也有区别,疲劳寿命的大小表现为SMA-20SMA-13ATB-25。     

高速公路改建工程沥青面层施工期能耗与排放量化分析

针对旧路处理、混合料拌和、运输、摊铺和碾压五个阶段,从数据收集、计算等分析了沥青面层改建工程的能源消耗及排放,建立改建工程沥青面层能源消耗与排放的量化分析模型,计算了单位质量不同沥青面层混合料在改建工程施工过程的总能耗和环境排放总量.结果表明,SMA-13混合料拌和能耗比AC-20C、AC-25C混合料高11.2%、21.2%;沥青混合料拌和时加热环节的能耗占整个拌和过程的94.5%,通过选择热值高、排放低的能源是节能减排的有效措施;SMA-13混合料整体能耗比AC-20C、AC-25C混合料高9.8%、17.7%, AC混合料随着集料公称粒径的增大,能耗降低;沥青混合料拌和环节的能耗和排放占整个施工过程的79.6%~82.0%和84.1%~85.8%,因此沥青混合料拌和是降低能耗与排放的关键环节.     

超薄罩面融雪剂沥青胶浆和沥青混合料的路用性能

为了研究盐化物融雪剂对高粘沥青胶浆粘度特性、盐化物替代量对布氏粘度的影响,以及盐化物替代量对SMA-5沥青混合料路用性能的影响,通过研究超薄SMA-5沥青混合料矿料组成,确定了粗、细集料的最佳掺比和最佳油石比,然后对沥青胶浆进行布氏粘度试验,得到了合理的粉胶比范围,并评价了盐化物替代量对沥青混合料相关路用性能的影响。结合沥青胶浆和沥青混合料试验结果可知,随着融雪剂掺量的增加,沥青胶浆内部自由沥青占比降低,结构沥青占比变大,胶浆内部摩阻力变大,导致沥青胶浆针入度和延度均降低;随着融雪剂掺量的增加,沥青混合料动稳定度、最大破坏弯拉应变、马歇尔残留稳定度和冻融劈裂强度比均逐渐降低;综合考虑,当氯化物融雪剂掺量为33%时,沥青混合料各项性能都满足要求。     

就地热再生沥青混合料的动态力学特性

为探究就地热再生沥青混合料动态力学特性,采用动态剪切流变试验和弯曲流变试验确定了再生剂最佳掺量,并对就地热再生混合料（RAC-13）及SBS改性沥青混合料（AC-13、SMA-13）在4种温度及6种频率下进行单轴压缩动态模量试验,同时结合时温等效原理和CAM模型构建了沥青混合料动态模量与相位角主曲线并分析了其力学性能。结果表明:就地热再生沥青混合料动态模量随频率增加（或温度降低）而增大,相位角随频率增加（或温度降低）先升高后降低。在标准设计条件（20℃、10Hz）下,就地热再生沥青混合料动态模量分别是AC-13、SMA-13的1.6、1.1倍,其具有优异的抗高温抗变形能力且低温抗裂性与SMA-13相当。CAM模型可以拟合得到就地热再生沥青混合料动态模量与相位角在宽频范围内的发展规律,为就地热再生沥青路面结构计算提供参考。     

玻璃纤维超薄罩面沥青混合料路用性能

为提高超薄罩面沥青混合料的路用性能,将预处理后的玻璃纤维掺入AC-10L、SMA-10以及SAC-10超薄沥青混合料中,通过马歇尔试验验证玻璃纤维掺入的可行性;开展不同沥青种类与不同级配的混合料高温车辙试验,评价玻璃纤维对超薄沥青混合料高温性能的改善效果;基于浸水马歇尔试验、冻融劈裂试验以及疲劳加载试验,评价玻璃纤维对AC-10L超薄沥青混合料水稳定性及疲劳性能的提升效果。研究结果表明:掺入玻璃纤维后,不同级配的混合料马歇尔稳定度与流值均有一定提升,并可改善其物理性能,因此将玻璃纤维掺入超薄沥青混合料具有可行性;不同改性沥青种类的混合料高温性能均随玻璃纤维掺量的增加而增大,AC-10L、SMA-10、SAC-10超薄沥青混合料的动稳定度可提升15%左右,且玻璃纤维对细集料的影响更大;玻璃纤维掺量(质量分数,下同)为0.4%时,AC-10L沥青混合料的动稳定度较未掺时提升了23.8%;随着玻璃纤维掺量的增大,AC-10L超薄沥青混合料的残留稳定度、冻融劈裂抗拉强度比以及疲劳寿命均呈先增后减趋势;与掺量为0%时相比,掺量为0.4%时,AC-10L沥青混合料的水稳定性提升8%左右,而疲劳寿命提升25%以上。     

不同纤维沥青混合料性能研究

选用玄武岩纤维、木质素纤维以及聚酯纤维对AC-13C、SMA-13沥青混合料展开研究.通过对三种纤维沥青混合料相关性能研究,确定路用性能改善效果最优的纤维及纤维的最佳掺量;通过对不同纤维AC-13C、SMA-13混合料进行矿料级配设计及马歇尔试验,确定不同纤维掺量时混合料的最佳油石比及最佳纤维掺量;通过对不同纤维在最佳掺量时AC-13C、SMA-13混合料进行高温抗车辙、低温抗开裂以及抗水毁等路用性能试验得出,AC-13C沥青混合料玄武岩纤维、木质素纤维、聚酯纤维最佳掺量分别为0.4%、0.4%、0.3%,SMA-13沥青混合料玄武岩纤维、木质素纤维、聚酯纤维最佳掺量分别为0.5%、0.4%、0.4%,三种纤维在最佳掺量时均能改善AC-13C、SMA-13沥青混合料的路用性能,其中玄武岩纤维改善效果最优.     

橡胶沥青混合料沥青用量影响因素研究

选择SMA-10热拌橡胶沥青混合料,通过马歇尔击实实验,研究了混合料最佳油石比随级配变化、胶粉类型、胶粉掺量的变化规律。结果表明:混合料的最佳沥青用量与级配关键筛孔通过率有较高的相关性,由于橡胶沥青中的胶粉颗粒有着填料的作用,橡胶沥青混合料适宜采用较粗的级配;最佳油石比随胶粉粒径的减小呈增大趋势,当粒径减小到一定程度时,最佳橡胶沥青用量增大趋势不再显著,宜采用60目胶粉;胶粉掺量与混合料的体积指标具有良好的相关关系,高胶粉掺量拌合困难,胶粉掺量范围不宜超过24%(外掺),油石比在8.5~9.5范围内。     

延庆崇礼高速公路沥青混合料低温性能试验研究

为了合理推荐延庆崇礼高速公路路面面层低温性能优越的沥青混合料,首先选取3种沥青混合料:沥青玛蹄脂碎石-13(stone mastic asphalt-13,SMA-13)、密级配沥青混合料-13(asphalt concrete-13,AC-13)、连续级配沥青混合料-13(superpave-13,SUP-13),在同一苯乙烯-丁二烯共聚物(styrene-butadiene-styrene,SBS)改性沥青条件下,通过室内试验的方法研究3种沥青混合料的低温开裂性能,然后基于以上所得低温性能优越沥青混合料,替换SBS改性沥青为环氧沥青,研究其低温性能变化。结果表明:延庆崇礼高速公路沥青路面面层在抵抗低温影响方面宜采用SMA-13沥青混合料,如果经济允许最好采用SMA-13环氧沥青混合料;且对于常年冬季平均最低温度低于-5℃的地区,都宜选用SMA-13沥青混合料作为沥青路面面层;而对于常年冬季平均温度高于15℃的地区,宜选用AC-13沥青混合料作为沥青路面面层。     

骨架密实橡胶沥青混合料SDARC-13的设计与路用性能

为了研究骨架密实橡胶沥青混合料SDARC-13的路用性能,借鉴SMA-13的密实型骨架结构设计方法和AC-13C的级配设计方法,设计出骨架密实橡胶沥青混合料SDARC-13。通过冻融劈裂试验、浸水马歇尔试验、车辙实验、小梁疲劳试验和小梁弯曲试验,系统研究了不同掺量的橡胶粉对SDARC-13路用性能的影响,并与SMA-13,OGFC-13沥青混合料路用性能进行了比较。研究结果表明,掺入了橡胶粉后,SDARC-13沥青混合料的路用性能明显提高,其中,低温性能、疲劳性能、高温性能、水稳定性能相当于或优于SMA-13、OGFC-13沥青混合料;同时相关数据表明,橡胶粉掺入量并不是越大越好。